第一~三章习题课

rm=2时， P=3 ，m=3 正尾数、规格化、非负阶时
共有32个规格化浮点数 p 000 001 010 m
100 101 110 111 4/8 5/8 6/8 7/8 4/4 5/4 6/4 7/4 4/2 5/2 6/2 7/2
011
4 5 6 7
100
8 10 12 14
101
16 20 24 28
1. 解： 1）两级描述符：
000 第一级 第二级 a00 a01 : . a33 b00 b01 . : b33
101 101 101
2
:
000 000 000 000
:
16 16
或：
第一级 第二级
101 101 101
2
:
a00 a01 ... a33
16 16
b00 b01
000
... b33
10.D 11.C 12.D 13.A 14.B 15.A 16.B 17. L0（微程序）级 L5（应用语言）级 18. 非用户片（通用片） 现场片 用户片（全用户片） 19. 答： 1) 在现有器件的条件下，系统要有较高的性能价格比； 2) 不要不合理地限制各种组成、实现技术的采用； 3) 硬件的设计要考虑如何为软件提供更好的支持。 20.答： 软件和硬件在逻辑功能上是等效的，但是，在性能、 价格、实现的难易程度上却是各不相同的，硬件执行速 度快，软件灵活性好。即软件和硬件在物理意义上是不 等效的。
1级
5级
例3 解 （1）处理顺序为
1-4-5 -2-3
中断处理程 序级别 第1级 第2级 第3级 第4级 第5级
1级
2级
中断级屏蔽位 3级 4级
5级
1 0 0 0 0
1 1 0 1 1
1 1 1 1 1
1 0 0 1 0
1 0 0 1 1
（1）处理顺序为 1-4-5 -2-3 （2）中断响应处理时空图 中断请求 主程序 ②④ ①③⑤
第一章参考答案： 1．应用语言级 高级语言级 汇编语言级 操作系统级 机器语言级 微程序语言级。 2． 从上而下 从下到上 专用机 通用机 3． 软、硬件交界面 计算机系统的性能/价格比 4 ． 1 TFLOPS 的 计 算能 力 1 TByte 的主 存 容量 1 TByte／s 的I／O带宽 5． 虚拟机 实际机器 6． 统一高级语言 模拟 仿真 系列机 7． 控制流 数据流 SISD SIMD MISD MIMD 8． 汇编语言程序员 9． 任务单一化 操作重叠化 吞吐匹配化 程序多道化
子 CH
T b ( μ s) 1 2 3 4 5
10
25
25 100 100
计算完整申请周期：上述5个时间的最小公倍数 是100μ s。
子CH
5 4 3 2 1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 t (μ s)
2）计算CH系统流量 f=200+680+620=1500KB/s 3) 存储器流量: 1500×4=6000 KB/s 4）tm=106/（6000×103） ≈0.167μ s
例3. 若机器共有5级中断，要求其实际的中断处理次序为 1-4-5-2-3。 (1)设计各级中断处理程序的中断级屏蔽位 (令“1”对应 于屏蔽，“0”对应于开放)； (2)若在运行用户程序时，同时出现第4、2级中断请求， 而在处理第2级中断未完成时，又同时出现第1、3、5级 中断请求，请画出此程序运行过程示意图。
2 分别用rm =2和8，在不包括符号位在内的p=3，m=3且 非负阶、正尾数、规格化条件下 1）先列出两种rm的规格化浮点数表。
2）分别计算rm =2和8条件下规格化数的个数，数的表 示范围及表示比e。
3 有数学表达式S=（A+B）*（C-D）+E/F-（G+H）*I 1） 画出数学表达式的树结构； 2） 利用后序遍历法写出其逆波兰表达式； 3） 在堆栈机器上写出其各步的计算过程。
2）三级描述符
第一级 第二级
101 101 101 101 101 101 101 4 4 4 4 4 4 4 4
2 4 4
b00 b01 b02 b03
第三级 B
b30 b31 b32 b33
101 第三级 101 A 101 101
a00 a01 a02 a03
a30 a31 a32 a33
2. 解： 1）规格化浮点数表：
1011
②62条两地址指令
1100 ┇ 0000 ┇ 1111 ┇ 0000 ┇ 1111 0000 ┇ 1101
1110
A1 A2
1111
③30条单地址指令
1111 1110 0000 ┇ 1111 0000 ┇ 1101
A1
1111 1111
④32条零地址指令 1111 1111 1110 0000 ┇ 1111 1111 1111 1111
1. 解：
（1）结构示意图
（2）L= log264=6
所需独立线数：6+2=8 （3） ①有部件请求时，
集 U0 U1 ... U63 中 请求 控 制 忙 器 6条 定时查 询代码线 C
6位统一计数器 请求信号送C； ② C收到请求后，将当前计数器的计数值，通过6条代 码线同时送到各部件； ③若与此计数值编号相同的部件已提出请求，则该部 件建立忙电平， C 收到忙电平后，停止向下计数，表 示该部件接管总线。 ④若与此计数值相同编号的部件未提出请求，等待一 个计数脉冲周期后，计数器将进行 +1 计数，此时 C 又 将下一个计数值又同时发往各部件，余类推。
第二章参考答案： 1．标志符 描述符 2．基地址 向量长度 位移量 起始地址 有效向量长度 3．数的个数 数的范围 精度 稀密度 4．A 5. B 6. D 7．指尾数右移过程中丢掉的溢出位 8．查表舍入法、 舍入法 恒置1法 截断法 9．指令使用频度不同时 采用不等长编码 10．D 11. D 12．寄存器 堆栈 主存 13．程序员编程用的地址 物理 14．逻辑 物理 动态再定位 15．2FFF 16．A 17.D 18. D 19. A 20. C
0 10 110 1110 1111 0 1111 10 1111 110 1111 1110 1111 1111 0 1111 1111 10 1111 1111 110 1111 1111 1110 1111 1111 1111 0 1111 1111 1111 1
扩展法
li
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13
嵌套
中断处理程序 一 二 三 响② 嵌套 四 五
t
返回主程序
例4 解 （1）处理顺序为 2-3-1-5-4 （2）中断响应处理时空图 中断请求 主程序 ①③ ②③④⑤
嵌套
中断处理程序 一 二 三 四 五
响① 嵌套
t
返回主程序
1 分别利用两级描述符和三级描述符描述下列阵列数
据。
a00 a01 a02 a03 a10 a11 a12 a13 A= a20 a21 a22 a23 a30 a31 a32 a33 B= b00 b01 b02 b03 b10 b11 b12 b13 b20 b21 b22 b23 b30 b31 b32 b33
2. 解 （1）处理顺序为 1-3-5-4 -2 （2）中断响应处理时空图 中断请求 主程序 ④⑤ ①②③
嵌套
中断处理程序
响④
一
二
三
四
嵌套
五
t
返回主程序
3. 解： 1）(1)fb= 100 + 40 + 40 + 10 + 10 = 200(KB/s) (2) 106/(200×103)=5μ s (3) Tbj=1/fj 第j个子CH提供一个字节的时间
li
OP
000 001 010 011 100 101 11000 11001 11010 11011 11100 11101 11110 11111
li 3
4
5
信息等效 L 平均码长
4
4.54
3.4
3）∵ 扩展码时L最小，即L扩展=3.4<4<4.54 ∴ 选用扩展法
0
0.15 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.04 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02 0.01 0.01 110 111 101 100 011 001 0000 0001 01001 01010 01000 010111 0101100 0101111
110
32 40 48 56
111
64 80 96 112
rm=8时，共有56个规格化浮点数
m
p
000 1/8 2/8 3/8 001 010 011 100 1*83 2*83 3*83 4*83 5*83 6*83 7*83 101 1*84 2*84 3*84 4*84 5*84 6*84 7*84 110 1*85 2*85 3*85 4*85 5*85 6*85 7*85 111 1*86 2*86 3*86 4*86 5*86 6*86 7*86 001 010 011 100 101 110 111
Pi
0.15 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.04 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02 0.01 0.01
等长法
OP
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101
H-A
OP
1
1 0 .57 1
.3 1
0 0 0 .04
.08 .19 1
.43
1 .11 0
.12 .24
来自百度文库1 .04
0
1 0 .03
1 .12
0 .13
.27
1 0 .14 .15
.15
0 .02
.05
1 .03
.07
1
.04
0
.02
0 .01
1 .01
1 .02
L=.8*3+.08*4+.08*5+.02*6+.02*7=2.4+.72+.26=3.38
例4. 某机器5级中断的中断处理次序为2-3-1-5-4。 (1) 设计各级中断处理程序的中断级屏蔽位的状态，令 “0”为开放，“1”为屏蔽。 (2)若在运行用户程序时，同时发生1、3级中断请求， 而在1级中断服务未完成时，又发生2、3、4、5级中断， 请画出处理机执行程序的全过程示意图。 中断处理 程序级别 第1 级 第2 级 第3 级 第4 级 第5 级 中断级屏蔽位 2级 3级 4级
5.解：1） 4 OP OP
4 A1
OP
4 A2
A1
4 A3
A2 A1
OP
三地址指令12条 两地址指令62条 单地址指令31条 零地址指令32条
∵ (((24-12）×24-62) ×24-31) ×24=16<32 ∴ 不能满足32条零地址指令的要求，为保证32条零地址指令可 减少一条单地址指令。即 (((24-12）×24-62) ×24-30) ×24=32 2）① 12条三地址指令 0000 ┇ A1 A2 A3
rm
2 8
规格化浮点数个数 32 56
数的表示范围 0.5～112 0.125～1835008
e 1 0.6
3题 :（A+B）*（C-D）+（E/F）-（G+H) * I
解：1）数学表达式的树结构
+ * +
A B C / *
+
F G H
I
-
E
D
2）逆波兰表达式
AB+CD-*EF/+GH+I*-
4题
1 2 3 4 5 6
8 16 24 32 40 48
1*82
2*82 3*82 4*82 5*82 6*82 7*82
4/8 5/8 6/8
7/8
7
56
2）规格化浮点数表： rm=2时，规格化浮点数共有4*8=32个 rm=8 时，规格化浮点数共有 7*8=56 个，在 [0.5 ， 112] 中，有数19个（上表中红的数字表示）。
解：1）画Huffman－A方案的树结构
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11 I12 I13 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
2）分别写出等长法、H-A、扩展法编码 方案： Ii
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10 I11 I12 I13 I14
第三章参考答案： 1. 采用何种方法以获取总线的使用权 分布式 集中式 2. 串行链接 独立请求 定时查询 串行链接与独立请求相结合 独立请求 串行链接 3. 专用 非专用 4.B 5.D 6.A 7.A 8.D 9.B 10.C 11.D 12.C 13.A 14. 同一时钟周期 15. 中断级屏蔽 16. 响应 处理程序 17. 同级及更低级的其它 18. 片总线 内总线 系统总线 外总线 19. 物理特性 功能特性 电气特性 时间特性 20. 低 单节字高 定长块 优先级高的中高 可变长 块